微服務(wù)基于請(qǐng)求的日志跟蹤

需求

自從公司采用微服務(wù)架構(gòu)以后,日志不好看了, 雖然已經(jīng)把所有日志都收集到了elk, 但是因?yàn)橐粋€(gè)前端的請(qǐng)求通過N個(gè)服務(wù),導(dǎo)致日志分布很零亂,沒有辦法顯示這一個(gè)請(qǐng)求相關(guān)的日志,所以需要開發(fā)一點(diǎn)小功能來(lái)實(shí)現(xiàn)單個(gè)請(qǐng)求的跟蹤.

設(shè)計(jì)

基本的想法是, 對(duì)每個(gè)請(qǐng)求設(shè)置一個(gè)RequestId, 然后讓這個(gè)id跟隨請(qǐng)求傳輸?shù)矫總€(gè)服務(wù),進(jìn)而打印到日志中. 需要解決以下問題:
1.請(qǐng)求id的隔離舷丹;
2.將自定義變量打印到日志中, 不能修改日志輸出函數(shù)残腌;
3.讓id跟隨請(qǐng)求到達(dá)每個(gè)服務(wù).

實(shí)現(xiàn)

請(qǐng)求id的隔離

每個(gè)請(qǐng)求都是單個(gè)線程處理的, 那么可以跟據(jù)這點(diǎn)來(lái)做請(qǐng)求id隔離, 即線程id->請(qǐng)求id, 對(duì)于每個(gè)新的請(qǐng)求,都生成一個(gè)請(qǐng)求id,然后將id保存到Map<線程id,請(qǐng)求id>中.

自定義變量打印到日志

當(dāng)前用的日志框架是log4j2, 通過查詢文檔和搜索資料, 發(fā)現(xiàn)log4j2的插件能實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能: 具體文檔在 Log4j2 Converters
具體實(shí)現(xiàn)代碼如下:

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.apache.logging.log4j.core.LogEvent;
import org.apache.logging.log4j.core.config.plugins.Plugin;
import org.apache.logging.log4j.core.pattern.ConverterKeys;
import org.apache.logging.log4j.core.pattern.LogEventPatternConverter;
import org.apache.logging.log4j.core.pattern.PatternConverter;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

@Plugin(name = "LogRequestIdPlugin", category = PatternConverter.CATEGORY)
@ConverterKeys({"RequestId"})
public class LogRequestIdPlugin extends LogEventPatternConverter {
    private static ConcurrentHashMap<Long, String> requestIdMap = new ConcurrentHashMap<>();

    private static LogRequestIdPlugin instance = new LogRequestIdPlugin("RequestId", "RequestId");

    /**
     * Constructs an instance of LoggingEventPatternConverter.
     *
     * @param name  name of converter.
     * @param style CSS style for output.
     */
    public LogRequestIdPlugin(String name, String style) {
        super(name, style);
    }

    public static LogRequestIdPlugin newInstance(String[] params) {
        return instance;
    }

    /**
     * Formats an event into a string buffer.
     *
     * @param event      event to format, may not be null.
     * @param toAppendTo string buffer to which the formatted event will be appended.  May not be null.
     */
    @Override
    public void format(LogEvent event, StringBuilder toAppendTo) {
        toAppendTo.append(getRequestId());
    }

    /**
     * 設(shè)置當(dāng)前線程的請(qǐng)求id
     *
     * @param requestId
     */
    public static void setRequestId(String requestId) {
        if (StringUtils.isEmpty(requestId)) {
            requestIdMap.remove(Thread.currentThread().getId());
        } else {
            requestIdMap.put(Thread.currentThread().getId(), requestId);
        }
    }

    /**
     * 獲取當(dāng)前線程請(qǐng)求id
     * 如果請(qǐng)求id不存在,則生成一個(gè)
     *
     * @return
     */
    public static String getRequestId() {
        String requestId = requestIdMap.get(Thread.currentThread().getId());
        if (StringUtils.isEmpty(requestId)) {
            requestId = newRequestId();
            requestIdMap.put(Thread.currentThread().getId(), requestId);
        }
        return requestId;
    }


    private final static String charMap = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";

    private static String randomString(int length) {
        Random random = new Random();
        StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            stringBuilder.append(charMap.charAt(random.nextInt(charMap.length())));
        }
        return stringBuilder.toString();
    }

    /**
     * 生成一個(gè)請(qǐng)求id
     *
     * @return
     */
    public static String newRequestId() {
        String timeHex = String.format("%x", System.currentTimeMillis() - 1513728000000L);
        return randomString(6) + timeHex;
    }
}

然后修改日志配置文件layout:

 <PatternLayout pattern="[%RequestId] %d{HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>

請(qǐng)求id跟隨請(qǐng)求到達(dá)每個(gè)服務(wù)

在當(dāng)前架構(gòu)中, 客戶的一個(gè)請(qǐng)求到達(dá)網(wǎng)關(guān)之后, 在每個(gè)服務(wù)之間的調(diào)用方式有:
controller層的http請(qǐng)求, dubbo請(qǐng)求和rocketmq消息殉挽;
在不能影響當(dāng)前業(yè)務(wù)的前提條件下, 怎么傳輸RequestId呢?

  1. controller層http請(qǐng)求:
    在網(wǎng)關(guān)將RequestId放到header里面, 在接收端將RequestId取出來(lái)放到Map<線程id,請(qǐng)求id>中, 需要加一個(gè)web filter, 具體實(shí)現(xiàn)如下:
import cn.com.xxx.common.log.LogRequestIdPlugin;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import javax.servlet.*;
import javax.servlet.annotation.WebFilter;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import java.io.IOException;

@Configuration
@WebFilter(urlPatterns = "/", filterName = "RequestIdLogFilter")
public class WebLogFilter implements Filter {
    @Override
    public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException {
        if (request instanceof HttpServletRequest) {
            String requestId = ((HttpServletRequest) request).getHeader("RequestId");
            if (StringUtils.isEmpty(requestId)) {
                requestId = LogRequestIdPlugin.newRequestId();
            }
            LogRequestIdPlugin.setRequestId(requestId);
        }
        chain.doFilter(request, response);
    }
    @Override
    public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException {
    }

    @Override
    public void destroy() {
    }
}
  1. dubbo請(qǐng)求
    dubbo請(qǐng)求可以使用過濾器,在消費(fèi)端放入RequestId, 在提供端接收RequestId, 具體實(shí)現(xiàn)如下:
import cn.com.xxx.common.log.LogRequestIdPlugin;
import com.alibaba.dubbo.common.Constants;
import com.alibaba.dubbo.common.extension.Activate;
import com.alibaba.dubbo.rpc.*;
import com.alibaba.dubbo.rpc.protocol.dubbo.DecodeableRpcInvocation;
import org.springframework.util.StringUtils;
@Activate(group = {Constants.PROVIDER, Constants.CONSUMER})
public class DubboLogFilter implements Filter {

    @Override
    public Result invoke(Invoker<?> invoker, Invocation invocation) throws RpcException {
        if (invocation instanceof DecodeableRpcInvocation) {
            String requestId = invocation.getAttachment("RequestId");
            if (!StringUtils.isEmpty(requestId)) {
                LogRequestIdPlugin.setRequestId(requestId);
            }
        } else {
            invocation.getAttachments().put("RequestId", LogRequestIdPlugin.getRequestId());
        }
        return invoker.invoke(invocation);
    }
}

3.rocketmq消息
rocketmq可以對(duì)每個(gè)消費(fèi)增加自定義變量,用來(lái)攜帶RequestId. 可以自定義公共發(fā)送和消費(fèi)類中處理RequestId, 因?yàn)槲覀儺?dāng)前沒有公共發(fā)送類 , 只有公共消費(fèi)類, 所以使用了aop來(lái)做處理, 具體實(shí)現(xiàn)如下:

import cn.com.xxx.common.log.LogRequestIdPlugin;
import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.apache.rocketmq.common.message.Message;
import org.apache.rocketmq.common.message.MessageExt;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;
import org.springframework.stereotype.Component;
@Aspect
@Component
public class RocketMQLogFilter {
    @Pointcut("execution(public * org.apache.rocketmq.client.producer.DefaultMQProducer.send(" +
            "org.apache.rocketmq.common.message.Message,..)) " +
            "&& args(msg,..)")
    private void sendMessage(Message msg) {
    }

    @Before(value = "sendMessage(msg)", argNames = "msg")
    public void onSendMessage(Message msg) {
        msg.putUserProperty("RequestId", LogRequestIdPlugin.getRequestId());
    }

    /**
     * 消費(fèi)時(shí)調(diào)用, 放到公共庫(kù)中處理
     *
     * @param msg
     */
    public static void onConsumeMessage(MessageExt msg) {
        String requestId = msg.getUserProperty("RequestId");
        if (!StringUtils.isEmpty(requestId)) {
            LogRequestIdPlugin.setRequestId(requestId);
        }
    }
}

總結(jié)

一個(gè)簡(jiǎn)單的基于請(qǐng)求的日志跟蹤功能就這樣實(shí)現(xiàn)了, 雖然很簡(jiǎn)單, 但是對(duì)于查找問題還是非常有用的.

異步處理

日志處理異步輸出模式時(shí), 可以參考<<微服務(wù)基于請(qǐng)求的日志跟蹤2>>

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